在隧道或地下通道中使用噪音低、抗滑性能好、行车舒适的沥青路面，已经成为隧道路面铺装的发展趋势．由于沥青为可燃材料，一旦引燃会在短时间内释放出大量的热、烟和毒气，给逃生和救援带来困难．特别是长、大隧道或城市地下通道，火灾的发生将给人民群众的生命财产造成严重损失．为此，提高沥青材料的阻燃性能成为道路工作者关注的热点，各种类型的阻燃沥青也应运而生．目前，在一元阻燃沥青(即单掺阻燃剂沥青)性能研究和工程应用的基础上，人们开始研制和应用复配阻燃沥青．复配阻燃沥青指由不同阻燃剂、协同剂复配制成的阻燃沥青．借鉴塑料化工的研究成果[I。3]，由阻燃剂和协同剂组成的复配阻燃体系可进一步提高沥青材料的阻燃和消烟性能．
本文基于阻燃剂和协同剂复配技术，设计了复配阻燃沥青．通过氧指数试验，分析协同剂对复配阻燃沥青阻燃性能的影响；采用协同阻燃效率及阻燃性价比评价指标，比较阻燃剂和协同剂复配阻燃体系的协同阻燃效果；采用沥青常规性能试验和动态剪切流变试验分析复配阻燃体系对沥青路用性能的影响，从而为相关工程选择阻燃剂和协同剂方案提供理论依据．

1 试验
1．1试验原材料
试验所用沥青为东海牌成品SBS改性沥青，其基本性能测试结果见表1．
根据阻燃机理，阻燃剂主要分为化学反应型、填料型和膨胀型¨]3类，本文即选择这3类阻燃剂的代表品种硼酸锌(ZB)、氢氧化镁(MH)和聚磷酸铵(APP)进行研究．
协同剂为硼酸锌(zB)、红磷(P)、三聚氰胺(MA)和季戊四醇(PER)．
1．2 复配阻燃沥青的配制方案
设计的4种复配阻燃沥青为MH+ZB，MH+P，ZB+P，APP+MA+PER复配阻燃沥青，其中阻燃剂掺量(质量分数)、阻燃剂与协同剂复配比例。
1．3试验方案
采用氧指数试验评价复配阻燃沥青的阻燃性能．在GB／T 2406—2006《塑料燃烧性能试验方法——氧指数法》中，氧指数定义为：在规定的条件下，试样在N。和O：混合气体中维持平衡燃烧所需的最低O。体积分数．空气中0。的体积分数约为21％，一般认为当氧指数大于27％时，该材料在火焰中是自行熄灭的材料．而根据工程应用的要求，阻燃沥青的氧指数需要达到25％以上[5]．在氧指数试验中，所用的试件为20 g固体条状，点火方式为自下而上，燃烧判定条件为火焰燃烧持续时间>120 sL6j．按照JTJ 52—2000《沥青及沥青混合料试验规程》，测试复配阻燃沥青的针入度、软化点、延度和黏度等指标，以考察阻燃剂与协同剂复配阻燃体系对沥青常规性能的影响；根据美国沥青胶结料试验规程(AASHTO MPla—04)，在52～76℃下进行动态剪切流变试验，探讨阻燃剂与协同剂复配阻燃体系对复配阻燃沥青车辙因子的影响．
1．4 复配阻燃体系协同阻燃效果评价指标
复配阻燃体系协同阻燃效果可以采用协同阻燃效率(SE)指标来定量描述[7]．SE定义为在阻燃剂掺量相同的情况下，复配阻燃体系的阻燃效率与单一阻燃剂的阻燃效率之比，如式(1)所示．SE越大表示复配阻燃体系的协同阻燃效果越好． sE一黜勰 (1)式中：[LOI]。为沥青氧指数；[LOI]。为一元阻燃沥青氧指数；[LOI]。为复配阻燃沥青氧指数．
复配阻燃体系协同阻燃效果的性价比可以采用阻燃性价比(EV)指标来反映[8]．EV定义为复配阻燃体系阻燃效率与阻燃剂价格之比，如式(2)所示．EV越大表示复配阻燃体系的阻燃性价比越高． Ev一堕坠喀盟 (2)式中：V为阻燃剂价格，即为阻燃剂单价(元／kg)乘以阻燃剂质量用量．表3给出了各阻燃剂与协同剂的单价．

2氧指数试验结果与分析
2．1一元阻燃沥青
一元阻燃沥青的氧指数如图1所示．由图l可见，SBS改性沥青的氧指数为20．6％．掺加阻燃剂后，沥青的氧指数提高．随着阻燃剂掺量的增加，沥青氧指数不断增大．由图1判断，若要求沥青的氧指数大于25％，阻燃剂ZB，MH和APP的掺量应分别不小于7．0％，12．5％和12．5％．若要求沥青的氧指数大于27％，ZB，MH和APP的掺量应分别不小于12．0％，24．O％和16．5％．
2．2 MH+zB复配阻燃沥青
MH+ZB复配阻燃沥青的氧指数见图2．由图2可见：单掺15％MH(即m(MH)：m(ZB)一15：o)时，阻燃沥青的氧指数为26．O％；加入3％协同剂ZB(即Ⅲ(MH)：m(ZB)一5：1)后，复配阻燃沥青的氧指数提高至27．3％，与单掺25％MH阻燃沥青的氧指数(见图1)相同，而此时阻燃剂与协同剂总掺量仅为18％．在氧指数试验时还观察到，MH+ZB复配阻燃沥青燃烧时几乎没有黑烟生成，体现了MH+ZB复配阻燃体系具有良好的抑烟性能．当m(MH)：m(ZB)减小即协同剂zB掺量提高时，MH+ZB复配阻燃沥青的氧指数呈现降低趋势．这是因为过多的ZB颗粒降低了阻燃剂MH与沥青的相容性，导致阻燃剂MH发生离析而沉淀，从而不能有效发挥阻燃作用所致．
2．3 MH+P复配阻燃沥青
MH+P复配阻燃沥青的氧指数见图3．由图3可以看出，加入3％协同剂P(即m(MH)：m(P)一5：1)后，复配阻燃沥青的氧指数可以提高至27．3％，与单掺25％MH阻燃沥青的氧指数相同，而此时阻燃剂与协同剂的总掺量仅为18％．该复配阻燃沥青在燃烧时只产生少量白色雾状物，几乎不产生黑烟．
2．4 ZB+P复配阻燃沥青
ZB+P复配阻燃沥青的氧指数见图4．由图4可以看出：单掺10％ZB(即m(ZB)：m(P)一10：o)时，阻燃沥青的氧指数为25．9％；加入协同剂P后。阻燃沥青氧指数未能明显提高，且生烟量有所增大．由此表明，虽然ZB和P各自的阻燃性能均较好，但它们共同使用时并不能很好地发挥各自的阻燃作用，在实际工程选材时应慎重考虑．
2．5 APP+MA+PER复配阻燃沥青APP+MA+PER复配阻燃沥青的氧指数见图5．由图5可见，单掺15％APP(即m(APP)：m(MA)：研(PER)一15：0：O)时，阻燃沥青的氧指数为25．9％．加入3％协同剂(即m(APP)：m(MA)：m(PER)一30：5：1)后，复配阻燃沥青的氧指数可提高至27．3％，此时阻燃剂与协同剂的总掺量为18％，与单掺17％APP阻燃沥青的阻燃效果相当．当协同剂掺量进一步增加时，并不能提高复配阻燃沥青的氧指数．
2．6复配阻燃体系协同阻燃效果分析
表4给出了4个复配阻燃体系的协同阻燃效率(SE)与阻燃性价比(EV)．从表4可知，协同剂掺量增加，复配阻燃体系阻燃性价比减小，而协同阻燃效率在某一复配比例下存在着最大值．在MH+ZB与MH+P体系中，最佳复配比例为5：1，在此比例下，体系有着很好的协同阻燃效率和阻燃性价比；ZB+P体系的协同阻燃效率和阻燃性价比均较低；APP+MA+PER体系的协同阻燃效率大多很好，但阻燃性价比均较低．上述表明，当协同剂选择不当，或者阻燃剂与协同剂复配比例不合适时，将会降低复配阻燃体系的阻燃效果．在本文所设计的4个复配阻燃体系中，最优组合为MH+ZB，两者的复配比例为5：1．

3复配阻燃沥青路用性能试验结果与分析
3．1常规性能
复配阻燃沥青常规性能试验结果见表5．由表5可见，当协同剂掺量增大时，复配阻燃沥青性能总体变化趋势为：针入度降低、软化点升高、延度减小、黏度增大．这是由于阻燃剂和协同剂的加入降低了SBS链段自由活动的能力，使得SBS改性沥青稠度变大的缘故．
在沥青路面施工时，建议采用直投式方法进行阻燃沥青混合料的生产拌和，以避免在施工温度下阻燃沥青稠度过大产生的不利影响．
3．2车辙因子
复配阻燃沥青车辙因子与温度的关系见图6．由图6可以看出，对于同一协同剂掺量的复配阻燃沥青，车辙因子随着温度的升高而减小；在同一温度下，随着协同剂掺量的增加，复配阻燃沥青的车辙因子大体呈增大趋势．上述表明协同剂可以改善沥青的高温性能．

4 结语
(1)MH+ZB和MH+P复配阻燃体系在适当复配比例下有很好的协同阻燃效率和阻燃性价比，可有效提高沥青的阻燃性能和高温性能，降低其燃烧时产生的烟气．ZB+P复配阻燃体系的协同阻燃效率和阻燃性价比均较低；APP+MA+PER复配阻燃体系的协同阻燃效率大多很好，但阻燃性价比均较低，且2种协同剂的加入也增加了施工工序．
(2)综合考虑复配阻燃沥青的阻燃抑烟性能、路用性能及复配阻燃体系的协同阻燃效率、阻燃性价比等，推荐采用复配阻燃体系MH十ZB，其中，阻燃剂的合适掺量为15％，协同剂的合适掺量为3％．在沥青路面施工时，建议采用直投式方法进行阻燃沥青混合料的生产拌和，以避免施工温度下阻燃沥青稠度过大产生的不利影响．

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